《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》是廣東瑞谷光纖通信有限公司於2013年7月24日申請的專利，該專利的公布號為CN103389451A，授權公布日為2013年11月13日，發明人是胡鋒、肖華平。
《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》公開了一種雪崩光電二極體的測試方法，其特徵在於，其包括以下步驟：（1）在電路主機板上，設定功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；（2）在步驟（1）所述測試電路中，設定靈敏度測試限幅放大電路，反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路；（3）在步驟（2）所述的測試電路中，設定依次連線的Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路，恆流源產生電路和反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路。該發明還公開了實施該方法的雪崩光電二極體的測試裝置。
2020年7月14日，《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置
- 申請人：廣東瑞谷光纖通信有限公司
- 申請日：2013年7月24日
- 申請號：2013103151511
- 公布號：CN103389451A
- 公布日：2013年11月13日
- 發明人：胡鋒、肖華平
- 地址：廣東省東莞市長安鎮上沙社區福康路2號
- Int. Cl.：G01R31/26(2006.01)I
- 代理機構：北京輕創智慧財產權代理有限公司
- 代理人：吳英彬
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
雪崩光電二極體是一種p-n結型的光檢測二極體，其中利用了載流子的雪崩倍增效應來放大光電信號以提高檢測的靈敏度。其基本結構常常採用容易產生雪崩倍增效應的Read二極體結構（即N+PIP+型結構，P+一面接收光），工作時加較大的反向偏壓，使得其達到雪崩倍增狀態；它的光吸收區與倍增區基本一致（是存在有高電場的P區和I區）。
傳統測試雪崩光電二極體的反向擊穿電壓的方法是，在雪崩光電二極體負極端逐漸增大測試電壓，直到雪崩光電二極體被擊穿，然後測出此時的電壓，即為反向擊穿電壓，這種測試方式的測試效率較低。測試雪崩光電二極體光電流和暗電流時，採用鏡像電流測試方式，這種方式，具有鏡像比例失調的影響，使得測量暗電流回響度的精度不高。
發明內容
專利目的
《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》的目的是提供一種雪崩光電二極體的測試方法，以及實施該方法的雪崩光電二極體測試裝置，採用恆流法測量雪崩光電二極體的反向擊穿電壓，從而大大提高反向擊穿電壓測量速度；採用反饋式IV轉換，且測量部份與雪崩光電二極體電源隔離，大大提高測試暗電流回響度的測量精度。
技術方案
《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》所採用的技術方案為：
一種雪崩光電二極體的測試方法，其包括以下步驟：
（1）在電路主機板上，設定相互連線的功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；
（2）在步驟（1）所述測試電路中，設定靈敏度測試限幅放大電路，反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路；
（3）在步驟（2）所述的反向擊穿電壓測試電路中，設定依次連線的Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路；在步驟（2）所述光電流、暗電流測試電路中，設定相互連線的反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路；
（4）工作時電流流向，首先由Boost高電壓產生電路，產生高壓電信號，然後將高壓電信號傳輸至線性穩壓濾波電路，對該高壓電信號進行穩壓除噪處理，再進入恆流源產生電路，然後串入IV變換電路，最後時入雪崩光電二極體的負極；
（5）當測試雪崩光電二極體的反向擊穿電壓時，供給雪崩光電二極體的電壓壓遠高於雪崩光電二極體擊穿電壓.高電壓將雪崩光電二極體擊穿，而恆流源的恆流作用使雪崩光電二極體兩端電壓限制在反射擊穿電壓，而反饋式IV變換的壓降非常低，以致可以忽略不計，所以此時讀取恆流源輸出端的電壓，即為雪崩光電二極體的反向擊穿電壓；
（6）當測試雪崩光電二極體的光電流和暗電流時，通過反饋式IV轉換電路，得到電流轉換後的電壓經ADC變成數位訊號，再通過光耦傳輸給主控部分。
步驟（3）所述的Boost高電壓產生電路，產生10～100伏電壓。
步驟（3）所述恆流源產生電路，產生一個高壓的鏡像電流源。
步驟（3）所述反饋式IV轉換電路中，設有量程切換電路。
一種實施上述的雪崩光電二極體測試方法的測試裝置，在電路主機板上，設有相互連線的功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；所述測試電路中，設有反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路；
所述的反向擊穿電壓測試電路中，設有依次連線的靈敏度測試限幅放大電路，Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路。
所述的Boost高電壓產生電路，產生10～100伏電壓；所述恆流源產生電路，產生一個高壓的鏡像電流源。
所述光電流、暗電流測試電路中，設有相互連線的反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路。
所述反饋式IV轉換電路中，設有量程切換電路。
改善效果
《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》的有益效果是：用恆流法測量反向擊穿電壓，在雪崩光電二極體上加上60伏電壓（被測樣品的最大反向擊穿電壓低於60伏），恆定10微安電流，直接測出雪崩光電二極體兩端電壓即為被測樣品的反向擊穿電壓，相比傳統通過逐步增加電壓來測量反向擊穿電壓，速度大大提高。採用反饋式IV轉換，測量部份與雪崩光電二極體電源隔離，與傳統的鏡像電流方式電流測量，沒有鏡像比例失調的影響，反饋式IV轉換使電流測量部份，對雪崩光電二極體電壓測量部份的影響降到最低，從而提高暗電流回響度的測量精度。
附圖說明
圖1為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》結構方框圖；
圖2為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》靈敏度測試限幅放大電路示意圖；
圖3為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》Boost高電壓產生電路示意圖；
圖4為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路示意圖；
圖5為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》反饋式IV轉換電路示意圖；
圖6為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》隔離電源電路和光耦傳輸電路示意圖；
圖7為《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》功能控制電路示意圖。
技術領域
《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》涉及光電技術領域，具體涉及一種雪崩光電二極體的測試方法，以及實施該方法的雪崩光電二極體測試裝置。
權利要求
1.一種雪崩光電二極體的測試方法，其特徵在於，其包括以下步驟：
（1）在電路主機板上，設定相互連線的功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；
（2）在步驟（1）所述測試電路中，設定靈敏度測試限幅放大電路，反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路；
（3）在步驟（2）所述的反向擊穿電壓測試電路中，設定依次連線的Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路；在步驟（2）所述光電流、暗電流測試電路中，設定相互連線的反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路；
（4）工作時電流流向，首先由Boost高電壓產生電路，產生高壓電信號，然後將高壓電信號傳輸至線性穩壓濾波電路，對該高壓電信號進行穩壓除噪處理，再進入恆流源產生電路，然後串入IV變換電路，最後時入雪崩光電二極體的負極；
（5）當測試雪崩光電二極體的反向擊穿電壓時，供給雪崩光電二極體的電壓壓遠高於雪崩光電二極體擊穿電壓，高電壓將雪崩光電二極體擊穿，而恆流源的恆流作用使雪崩光電二極體兩端電壓限制在反射擊穿電壓，而反饋式I伏變換的壓降非常低，以致忽略不計，所以此時讀取恆流源輸出端的電壓，即為雪崩光電二極體的反向擊穿電壓；
（6）當測試雪崩光電二極體的光電流和暗電流時，通過反饋式IV轉換電路，得到電流轉換後的電壓經ADC變成數位訊號，再通過光耦傳輸給主控部分。
2.根據權利要求1所述的雪崩光電二極體的測試方法，其特徵在於，步驟（3）所述的Boost高電壓產生電路，產生10～100伏電壓。
3.根據權利要求1所述的雪崩光電二極體的測試方法，其特徵在於，步驟（3）所述恆流源產生電路，產生一個高壓的鏡像電流源。
4.根據權利要求1所述的雪崩光電二極體的測試方法，其特徵在於，步驟（3）所述反饋式IV轉換電路中，設有量程切換電路，以擴展電流測量範圍和精度。
5.一種實施權利要求1所述的雪崩光電二極體測試方法的測試裝置，其特徵在於，在電路主機板上，設有相互連線的功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；所述測試電路中，設有反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路。
6.根據權利要求5所述的雪崩光電二極體的測試裝置，其特徵在於，所述的反向擊穿電壓測試電路中，設有依次連線的靈敏度測試限幅放大電路，Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路。
7.根據權利要求6所述的雪崩光電二極體的測試裝置，其特徵在於，所述的Boost高電壓產生電路，產生10～100V電壓；所述恆流源產生電路，產生一個高壓的鏡像電流源。
8.根據權利要求5所述的雪崩光電二極體的測試裝置，其特徵在於，所述光電流、暗電流測試電路中，設有相互連線的反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路。
9.根據權利要求8所述的雪崩光電二極體的測試裝置，其特徵在於，所述反饋式IV轉換電路中，設有量程切換電路。
實施方式
實施例：參見圖1至圖6，該實施例提供的雪崩光電二極體的測試方法，其包括以下步驟：
（1）在電路主機板上，設定相互連線的功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；
（2）在步驟（1）所述測試電路中，設定靈敏度測試限幅放大電路，反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路；
（3）在步驟（2）所述的反向擊穿電壓測試電路中，設定依次連線的Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路；在步驟（2）所述光電流、暗電流測試電路中，設定相互連線的反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路；
（4）工作時電流流向，首先由Boost高電壓產生電路，產生高壓電信號，然後將高壓電信號傳輸至線性穩壓濾波電路，對該高壓電信號進行穩壓除噪處理，再進入恆流源產生電路，然後串入IV變換電路，最後時入雪崩光電二極體的負極；
（5）當測試雪崩光電二極體的反向擊穿電壓時，供給雪崩光電二極體的電壓壓遠高於雪崩光電二極體擊穿電壓.高電壓將雪崩光電二極體擊穿，而恆流源的恆流作用使雪崩光電二極體兩端電壓限制在反射擊穿電壓，而反饋式IV變換的壓降非常低，以致可以忽略不計，所以此時讀取恆流源輸出端的電壓，即為雪崩光電二極體的反向擊穿電壓；
（6）當測試雪崩光電二極體的光電流和暗電流時，通過反饋式IV轉換電路，得到電流轉換後的電壓經ADC變成數位訊號，再通過光耦傳輸給主控部分。
步驟（3）所述的Boost高電壓產生電路，產生10～100伏電壓。
步驟（3）所述恆流源產生電路，產生一個高壓的鏡像電流源。
步驟（3）所述反饋式IV轉換電路中，設有量程切換電路，供不同型號雪崩光電二極體的測試。
一種實施上述的雪崩光電二極體測試方法的測試裝置，在電路主機板上，設有相互連線的功能控制電路和測試電路，其中，所述功能控制電路通過控制測試電路，對雪崩光電二極體進行測試；所述測試電路中，設有反向擊穿電壓測試電路和光電流、暗電流測試電路。
所述的反向擊穿電壓測試電路中，設有依次連線的靈敏度測試限幅放大電路，Boost高電壓產生電路，線性穩壓濾波電路和恆流源產生電路。
所述的Boost高電壓產生電路，產生10～100伏電壓；所述恆流源產生電路，產生一個高壓的鏡像電流源。
所述光電流、暗電流測試電路中，設有相互連線的反饋式IV轉換電路，隔離電源電路和光耦傳輸電路。
所述反饋式IV轉換電路中，設有量程切換電路，供不同型號雪崩光電二極體的測試。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種雪崩光電二極體的測試方法及測試裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
